高压射水引孔辅助沉桩的制作方法

1.本实用新型属于水利施工的技术领域，具体涉及一种高压射水引孔辅助沉桩。


背景技术：

2.随着社会的快速发展，传统水利护堤工程所对河流生态环境、景观多样性等方面造成的破坏与河流在满足人们休闲、娱乐需求，特别是对重要河流栖息地的保护等方面的矛盾日渐加深。现有的河堤结构通常采用浆砌、干砌石块、混凝土等形式护坡，在保持堤坡结构稳定、防止水土流失等方面起到一定作用，但是该种河堤结构的造价相对高，维护难度大，在不同程度上对景观、环境和生态产生不良影响。
3.混凝土板桩是一种新型的挡土、护坡、围堰材料，它改变了传统水利工程使用材料的造价高、力学性能差、施工困难、成型质量不稳定等缺点，具有安全、美观、可靠的特点，且后期的维护非常方便和简单。广泛应用于海洋工程、大江大河防洪减灾、内河及湖泊护岸的整治和加固、港口码头工程、堤坝抢险工程、农田水利建设、公路铁路的路基护坡挡土、桥梁涵洞的护坡挡土及承重、城市建筑基坑围护及作为永久性的地下连续墙等工程领域。
4.特别是新型的离心板桩，桩身采用混凝土c80，针对永久性边坡耐久性好；施打过程耐打性好，在有一定腐迪性的环境中而耐腐迪性良好：桩身抗弯、抗剪强度适用于边坡高度直立段3m以内的护岸工程；桩身刚度大，限制变形能力优于同尺寸灌注桩，在满足边坡安全性的基础上，其后期附加景观效果更好，施工工艺利于环保，且综合造价较低。
5.但是其施工中存在一下问题，混凝土浇筑的离心板桩整体长度在11米左右，为了加固河堤，以及提供河岸护堤的地基，需要将整根离心板桩打入地下深埋，由于填埋深度过长，打桩过程中离心板桩受到的阻力较大，打桩机需要频繁撞击离心板桩的端部，导致离心板桩的端部损毁，损毁的离心板桩需要抽出替换，导致施工成本答复提升，增加施工工作量，影响施工质量。
6.离心板桩的施工方式主要有，直接沉桩：桩长11米，采用680型挖掘机带液压振动锤直接沉桩，无法沉至设计标高，沉至桩顶距离地面1-3米不等的位置，现场桩端不同程度损坏；长螺旋引孔辅助沉桩：采用中500长度9米长螺旋引孔，可将板桩沉桩至设计标高，但垂直度无法保证，且桩之间缝隙过大，无法满足设计要求。


技术实现要素：

7.针对现有离心板桩施工困难，打桩施工过程中离心板桩容易损坏的的问题，本实用新型提供一种在打孔沉桩的空腔中安装高常压水管，利用高压射水引孔的辅助沉桩。
8.本实用新型解决其技术问题所采用的方案是：一种高压射水引孔辅助沉桩装置，包括中心主管、定型护板、高压水管和常压水管，所述的定型护板设于所述中心主管的外侧且和所述中心主管的外壁相连，所述的高压水管包括主管和其末端的两根支管，所述的高压水管的主管贴合固定于中心主管的外侧面或内侧面，主管顶部为进水口，高压水管的两个支管分别固定于定型护板相对的两侧内壁，所述的常压水管贴合固定于中心主管的外侧
面或内侧面，其上端为进水口，其下端出水口从中心主管内腔引出或中心主管外壁引出。
9.本实用新型进一步提供一种高压射水引孔辅助沉桩装置，所述定型护板包括上定型护板和下定型护板，所述上定型护板安装在所述中心主管的上半部；所述下定型护板安装在所述中心主管的下半部，且下定型护板的下侧一端和中心主管的下端平齐。
10.本实用新型进一步提供一种高压射水引孔辅助沉桩装置，所述定型护板还包安装在中心主管一侧的边定型护板，所述边定型护板连接所述上定型护板和下定型护板；所述边定型护板的侧面设置有漏水孔。
11.本实用新型进一步提供一种高压射水引孔辅助沉桩装置，中心主管上设置有多个贯穿孔，所述贯穿孔连通边定型护板和中心主管的管腔以及开放段。
12.本实用新型进一步提供一种高压射水引孔辅助沉桩装置，所述下定型护板的下端设有三角形的切头，所述切头的一端和下定型护板平齐，另一端伸出下定型护板。
13.本实用新型进一步提供一种高压射水引孔辅助沉桩装置，所述沉桩装置还包括安装在中心主管上的辅助吊装头，所述辅助吊装头设于所述上定型护板的上方。
14.本实用新型进一步提供一种高压射水引孔辅助沉桩装置，所述高压水管的主管和支管通过三通连接。
15.本实用新型进一步提供一种高压射水引孔辅助沉桩装置，所述中心主管采用圆形的金属管，定型护板与中心主管之间焊接有强化板。
16.本实用新型进一步提供一种高压射水引孔辅助沉桩装置，辅助吊装头为矩形实体，辅助吊装头的两侧面设置有防滑纹。
17.本实用新型进一步提供一种高压射水引孔辅助沉桩装置，所述上定型护板和下定型护板均为槽型钢板焊接而成，所述边定型护板也为槽型钢板制成。
18.本实用新型的有益效果：
19.利用金属制成的辅助沉桩装置预打孔，避免直接使用打桩机击打离心板桩，导致离心板桩出现损毁，预打孔后在进行离心板桩沉埋，减少离心板桩插入的阻力，提高沉桩填埋的效率，降低施工难度，提高施工效率。
20.辅助沉桩装置上安装高压水切装置，在进行打桩插入的过程中，利用高压水同步切割下方泥土，提高打桩沉埋效率，降低装置向地下插入的难度。
21.辅助沉桩装置上还安装有常压供水管，通过常压供水向装置的前端供水，利用供水软化泥土方便辅助沉桩装置打入，以及打孔过程中的泥土排除。
22.高压射水引孔辅助沉桩采用外形截面尺寸600*350mm长度12米的矩形管件，管件的空腔内安装高压水管和常压水管两根通过高压水流切割土体，常压水泵通水将泥沙通过水流带出；成孔后再进行振动沉桩，保证了板桩的垂直度和标高。
附图说明
23.图1是离心板桩的施工布局图。
24.图2是离心板桩沉桩布局图。
25.图3是高压射水引孔辅助沉桩立体结构示意图之一。
26.图4是高压射水引孔辅助沉桩立体结构示意图之二。
27.图5是高压射水引孔辅助沉桩正视结构示意图。
28.图6是高压射水引孔辅助沉桩仰视结构示意图。
29.图7是高压水管的安装结构图。
30.图8是常压水管的安装结构图。
31.图9是高压射水引孔辅助沉桩右视结构示意图。
32.图中标号：离心板桩1，辅助吊装头2，中心主管3，上定型护板4，下定型护板5，边定型护板6，切头7，防脱板201，高压水管8，常压水管9，高压管喷头801，常压管出水口901，强化板202，高压连接管802，常压连接管902，漏水孔61。
具体实施方式
33.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
34.实施例1：离心板桩作为新型护坡，通常被用于河道施工，如图1所示，在河道两岸的下侧深埋离心板桩1，利用离心板桩将河道与边坡隔开，如图2所示，多根离心板桩对接沉埋形成边坡隔离带，避免河道对边坡的影响，在满足边坡安全性的基出上，其后期附加景观效果很好，施工工艺利于环保，且综合造价较低。
35.针对现有离心板桩施工困难，打桩施工过程中离心板桩容易损坏的问题，本实施例公开了一种如图3-5所示的用于离心板桩深埋的高压射水辅助沉桩装置，所述高压射水辅助沉桩装置主体包括一根铁质的中心主管3，利用中心主管3作为骨架，在中心主管的外侧焊接矩形的定型护板。
36.如图3所示，所述定型护板包括上定型护板4、下定型护板5和边定型护板6，其中上定型护板4和下定型护板5安装在中心主管3的同一侧，边定型护板6安装在中心主管的另一侧，定型护板的宽度与中心主管的尺寸相当。
37.上定型护板4、下定型护板5和边定型护板6沿中心主管对称焊接从而形成矩形的外框架，其中边定型护板6为长定型护板，上定型护板4和下定型护板5为短定型护板，边定型护板6略短于中心主管的长度，并且边定型护板6的下端还设置有锥形的切头7。通过锥形的切头可以降低打桩难度，提高打桩效率。
38.上定型护板4和下定型护板5分上下两段分别焊接在中心主管3上，其中上定型护板4用于确保成孔的上边缘定型，避免成孔的上边缘坍塌导致成孔质量差，影响离心板桩的沉埋；下定型护板5的下端与边定型护板6的下端对应并形成矩形，此处形成的矩形的尺寸与离心板桩的尺寸相同，从而使辅助沉桩装置打出的沉孔与离心板桩的尺寸相同，方便离心板桩的沉埋。
39.辅助沉桩装置打孔过程中，较长的边定型护板6贴近已经沉埋完成的离心板桩，封闭完整的边定型护板6方便贴紧板桩，同时避免打孔过程中受挤压的泥土外排，挤压已经安装的离心板桩；上定型护板4和下定型护板5之间留有较大的开放段，打孔过程中可以由开放段外排，避免泥土大量留存在定型护板以及中心主管中间，造成泥土压缩，增加辅助沉桩装置下插的难度。
40.进一步的中心主管上设置有多个贯穿孔，通过贯穿孔将边定型护板6和中心主管3的管腔与开放段连通，方便排泥泄压。
41.装置向下插入的过程中，装置下方以及装置管腔中的泥土会受到挤压，导致泥土的密度增大，高密度的泥土产生更强的阻力，影响装置打孔的效率，严重甚至会造成装置的
损坏等。
42.定型护板与中心主管之间安装有高压水管8和常压水管9，如图7所示，高压水管8采用较细的耐高压水管，高压水管的上端突出于定型护板外侧，并且在高压水管的上端设置水管接口用于连接高压水泵，高压水管8的下端连接有三通接头，通过三通接头将高压水管一分为二。
43.辅助沉桩装置的下端以对称的方式固定有一组高压管喷头801，在中心主管上适当位置设置贯穿孔，通过高压连接管802穿过贯穿孔连通两侧的高压管喷头801。
44.如图6和图8所示，所述常压水管9下端连接常压连接管902，常压连接管穿过中心主管连接安装在中心主管内的常压管出水口901。
45.高压水管8通过高压管喷头801向下喷射高压水柱，高压水柱切割装置下方的泥土，提高辅助沉桩装置的打桩效率。
46.常压水管9安装连通到中心主管内，通过常压水管注水软化泥沙，便于将泥沙排除，进一步降低打桩难度，同时提升成孔效率和成孔质量。
47.实施例2：在实施例1的基础上，进一步所述中心主管3采用圆形的铁制管道，圆形管道外对称焊接定型护板，圆形管道的直径与需要沉埋的离心板桩宽度相当，对称焊接的定型护板成矩形，矩形的尺寸与离心板桩的尺寸相同。
48.同时如图6所示，定型护板与圆形的中心主管8之间还焊接有强化板202，通过强化板202提高辅助沉桩装置的强度，圆形的中心主管能够在向下的过程中分散受力点，均匀承受下向挤压泥沙所产生的压力，避免辅助沉桩装置损坏变形。
49.实施例3：如图3所示，中心主管8的上端还焊接有辅助吊装头2，辅助吊装头2为矩形，其上设置有相应的凹槽定型护板等，方便与打桩机对接，例如在矩形的辅助吊装头2的侧面对称设置突出的防脱板201，所述的防脱板201设置有多排，提高辅助吊装的安全性。
50.实施例4：进一步在边定型护板6的侧面设置有多个漏水孔61，辅助沉桩向下打桩的过程中，大量的泥土混合前端喷出的水流形成泥浆，大量的泥浆被沉桩压缩，导致压力增强，如果不及时将泥浆和水排除，下端压强增大导致泥土更加紧实，影响沉桩插入的效率，同时边定型护板6中的压强也会增加，影响沉桩的耐用性。
51.因此在边定型护板的侧面设置漏水孔61进行泄压，由漏水孔涌出的泥浆还可以填塞已经安装的沉桩之间的缝隙，提高沉桩填埋的稳定性。